• 제목/요약/키워드: surface zeta-potential

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화학적 기계적 연마 공정을 통한 bulk AlN 단결정의 표면 가공 (Optimization of chemical mechanical polishing for bulk AlN single crystal surface)

  • 이정훈;박철우;박재화;강효상;강석현;이희애;이주형;인준형;강승민;심광보
    • 한국결정성장학회지
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    • 제28권1호
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    • pp.51-56
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    • 2018
  • PVT법으로 성장된 AlN 단결정의 표면 평탄화 최적화 하기 위하여 기계적 연마 후 $SiO_2$ slurry를 이용한 CMP 공정을 진행하였고 이에 따른 표면 형상, slurry 변화에 따른 가공 특성을 분석하였다. Slurry의 pH가 표면 연마 과정에 미치는 영향을 알아보기 위해 $SiO_2$ slurry의 pH를 조절하였으며, 제타전위측정기를 통해 각각의 pH에 따른 zeta potential의 영향과 MRR(material removal rate) 결과를 비교하였으며, 최종적으로 원자간력 현미경(atomic force microscope)을 이용한 표면 거칠기 RMS(0.2 nm)를 얻을 수 있었다.

불균일 표면전하를 지닌 미소채널 내에서의 혼합에 관한 수치 해석적 연구 (Numerical Analysis on Mixing in a Microchannel with Inhomogeneous Surface Charge)

  • 송경석;이도형
    • 대한기계학회:학술대회논문집
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    • 대한기계학회 2003년도 추계학술대회
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    • pp.1004-1009
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    • 2003
  • Electroosmotic flow induced by an applied electrostatic potential field in microchannel is analyzed in this study. The electroosmotic flow is an alternative to pressure driven flow in microchannels, but the usage has been limited to the simple cases. In this study, We analyze electroosmotic flow driven by inhomogeneous surface charge on the channel wall. The surface charge varies along a direction perpendicular to the electric field in order to generate the electroosmotic flow. A numerical results substantiate the highly efficient mixing performance. It is highly the beneficial to fabrication process since only straight microchannel rather than complex geometry is enough to yield efficient mixing.

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약물 운반체로서의 폴리머 디스크 나노 입자에 대한 평가 (Assessment of Discoidal Polymeric Nanoconstructs as a Drug Carrier)

  • 배장열;오은설;안혁주;기재홍
    • 대한의용생체공학회:의공학회지
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    • 제38권1호
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    • pp.43-48
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    • 2017
  • 우리가 예상했던 DPNs의 지름은 약 500 nm였으며 이는 SEM과 AFM 영상, Size Distribution을 통해 기대했던 것과 유사한 크기를 가진다는 것을 확인하였다. 또한, Zeta potential은 약 $-17.8{\pm}4.4mV$으로 측정되었다. Zeta potential이 +30 mV이상이면 강한 양성을 띤다고 한다. 나노 입자의 Zeta potential이 강한 양성이면 nonspecific cellular interaction이 높아지지만 간에 의해 쉽게 제거되며, hemolytic activity가 높아지기 때문에 약물 전달을 하기에 적합하지 않은 것으로 알려져 있다. 또한 강한 음성이어도 간에 의해 제거될 확률이 높아진다. 하지만 나노 입자의 Zeta potential이 중성이거나 약한 전하를 띠면 혈액에서 제거가 잘 되지 않아 혈액에 오랫동안 남을 수 있어 약물전달에 유리하고, 약 -15 mV의 전하를 띤 입자는 tumor site에 high accumulation됨이 알려져 있다[14]. DPNs의 경우 $-17.8{\pm}4.4mV$이므로 인체에 적용하기에 적합한 것으로 판단된다. DPNs의 Encapsulation Efficiency는 약 $43.8{\pm}6.6%$로 Nano-precipitation과 같은 Bottom-up 방식보다 낮은 수치를 나타내었지만, 독성이 강한 Salinomycin을 사용함으로써 이를 해결할 수 있을 것으로 생각되며 적은 양의 약물만으로 항암효과를 나타낼 수 있을 것으로 기대된다. 암세포와 함께 배양했을 때 형광 현미경으로 확인해본 결과 암세포 주변에 나노 입자가 이동한 것으로 보아 Targeting ligand나 Peptide, Aptamer를 이용하면 더욱 정확한 암세포 표적화를 이룰 수 있을 것으로 예상된다[15]. DPNs의 Drug Carrier로서의 평가는 Loading Amount와 Drug Releasing Profile을 통해 추가로 검증을 할 예정이며, Cell viability를 실행하여 DPNs의 In vitro 항암 효과를 확인하고 In vivo 실험을 진행할 예정이다.

양전하가 부가된 수처리 필터의 입자제거특성에 관한 연구 (A Study on the Positively Charged Filter for Removing Fine Particles in Water)

  • 정성학;김종원;김상희;전병헌;이승갑;이재근;안영철
    • 설비공학논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.454-460
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    • 2012
  • The purpose of the present work is to investigate the removal characteristics of positively charged filters for capturing negatively charged particles such as bacteria and virus in water. In order to reduce the pressure drop and increase the filtration efficiency, the filter media, modified by charge modifier having positive functional groups, is developed and evaluated. Improved liquid filters have been developed with the modified surface charge to capture and adsorb particles by electrokinetic interaction between the filter surface and particles contained in an aqueous liquid. The positively charged filter media is composed of glass fiber, cellulose and poly-ethylenimine resin for positively charging with the variation of volume ratio. The zeta potential value of the positively charged filter is +37.92 mV at the glass fiber and cellulose content ratio of 50 : 50 with resin content of 100%, while that of the PSL test particle is -23.5 mV at pH 7. The removal efficiency of the electro-positively charged filter is 98% for PSL particles of 0.11 ${\mu}m$, while that of the negatively charged filter is 7%. The positively charged filter media showed the potential to be an effective method for removing fine particles from the contaminated water for liquid filtration.

저온균일침전법으로 제조된 루틸상 TiO2분말의 분산 안정성 (Dispersion Stability of Rutile TiO2Powder Obtained by Homogeneous Precipitation Process at Low Temperature)

  • 배현숙;박순동;김흥희;이창규;김선재
    • 한국세라믹학회지
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    • 제39권1호
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    • pp.38-44
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    • 2002
  • 여러 종류의 전해질이 존재할 때, 수계 및 비수계 분산매체에서 저온균일침전법으로 제조된 침상형태의 일차입자를 갖는 나노 크기의 루틸상 TiO$_2$분말에 대한 분산 안정성을 조사하였다. 제타전위 측정은 수계 및 비수계 분산매체에 전해질 첨가가 TiO$_2$입자 표면의 전위 역전을 유발하는 것을 보여주었다. 비수계 분산매체에 분산되어 있는 TiO$_2$입자 사이에 작용하는 정전기적 반발력은 수계 분산매체에서보다 크게 관찰되었고, 이것은 점도, 유전 상수와 같은 유기 용매의 물리적 특성과 밀접한 연관이 있음을 알 수 있었다. pH, 전해질의 농도와 이온의 원자가는 TiO$_2$입자의 표면전위를 크게 변화시켰고, TiO$_2$입자의 분산 거동을 사실상 주도하였다.

초임계 $CO_2$ 유체 추출법으로 얻은 탈지 유채박 중 표면활성 물질의 유화 성질 연구 (Emulsifying Properties of Surface-Active Substances from Defatted Rapeseed Cake by Supercritical Carbon Dioxide Extraction)

  • 김정원;정용선;이의석;길나영;김산성;김현효;김태영;이영화;장영석;이기택;홍순택
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제30권4호
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    • pp.635-648
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    • 2013
  • This study was carried out to investigate the emulsifying properties of surface-active substances from defatted rapeseed cake by supercritical $CO_2$ extraction. Based on the interfacial tension data, a supercritical fluid extract (SFE) with the lowest value of 14.16 mN/m was chosen for evaluation which was obtained from No. 2 extraction condition (150 bar, $65^{\circ}C$, 250 g). For emulsions with SFE, some physicochemical properties (i.e., fat globule size, creaming stability, zeta potential etc) were investigated according to changes in SFE concentration, pH, and NaCl addition in an emulsion. It was found that fat globule size was decreased with increasing SFE concentration in emulsion, with showing a critical value at 0.5 wt%, thereby resulting in less susceptibility to creaming behavior. The SFE emulsion also showed instability at acidic conditions (pH<7.0) as well as by NaCl addition. This was coincided with zeta potential data of emulsion. In addition, SSL (sodium stearoyl lactylate) found to be suitable as a co-surfactant, as it helped considerably in decreasing fat globule size in emulsions and its optimum concentration to be over 0.03 wt%, based on 0.1 wt% SFE in emulsion.

PEG-free 계면활성제를 사용한 Nanoemulsion의 안정화 (Stabilization of Nanoemulsion Using PEG-free Surfactant)

  • 김희주;정택규;김자영;윤경섭
    • 한국응용과학기술학회지
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    • 제36권2호
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    • pp.434-447
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    • 2019
  • 폴리에틸렌글라이콜(PEG)은 계면활성제, 세정제, 유화제 등으로 화장품에 많이 사용된다. 이들은 제조 과정 중, ethylene oxide의 이량체화에 의해 인간에 몸에 유해한 1,4-dioxane이 부산물로 생성될 수 있다. 화장품 성분에 대한 소비자들의 관심이 증가함에 따라, 퍼스널케어 시장에서 PEG 성분이 없는 보다 안전한 에멀젼 연구의 필요성이 증대되고 있다. PEG-free 계면활성제로 사용되는 polyglycerol ester (PGE)는 비이온성 계면활성제로서 식품, 화장품 등의 분야에서 많이 사용되며 글리세롤과 지방산을 에스테르화 하여 생산된다. 본 연구에서는 PEG 성분을 함유하지 않은 나노에멀젼 제형의 개발 및 안정화를 목표로 하였다. 최적화된 나노에멀젼 제형 개발을 위해 RSM (Response Surface Methodology)를 사용하였다. 독립변수 및 변수의 범위 결정을 위한 예비 실험의 결과로 계면활성제 함량(2~4%), 오일 함량(4~8%), 폴리올 함량(12~24%)을 독립변수로 설정하였다. 반응변수로는 제형의 입자 크기(particle size), 제타 전위(zeta potential), 현탁도(turbidity), 다분산지수(polydispersity index)를 측정하였다. 제조한 나노에멀젼을 FIB (Focused ion beam)로 측정한 결과, 구형의 입자들이 100~200 nm의 크기를 가지고 분포되어 있는 것을 확인하였다. 제조된 제형에 대해 30일 간 각 온도별($4^{\circ}C$, $25^{\circ}C$, $45^{\circ}C$) 안정성 평가를 진행하였고, 최적의 입자 크기, 현탁도, 다분산지수, 제타 전위를 고려한 최적의 처방은 계면활성제(2%), 오일(8%), 폴리올(24%)로 확인되었다.

입상여과에서 입자물질의 부착 (Particle Attachment in Granular Media Filtration)

  • 김진근
    • 상하수도학회지
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    • 제18권5호
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    • pp.666-672
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    • 2004
  • Granular media filtration is used almost universally as the last particle removal process in conventional water treatment plants. Therefore, superb particle removal efficiency is needed during this process to ensure a high quality of drinking water. However, every particle can not be removed during granular media filtration. Besides the pattern of particle attachment is different depending on physicochemical aspects of particles and suspension. Filtration experiments were performed in a laboratory-scale filter using spherical glass beads with a diameter of 0.55 mm as collectors. A single type of particle suspension (Min-U-Sil 5) and pH control was used to destabilize particles. The operating conditions were similar to those of standard media filtration practice: a filtration velocity of 5 m/h. More favorable particles, i.e., particles with smaller surface charge, were well attached to the collectors especially during the early stage of filtration. This selective attachment of the lower charged particles caused the zeta potential distribution (ZPD) of the effluent to move to a more negative range. On the other hand, the ZPD of the effluent did not keep moving from less negative to more negative during the later stages of filtration, and this result was thought to be caused by two reasons: ripening effects and the detachment of flocs.

철염 응집제 중 유독성 중금속의 선택적 제거 (Selective Removal of Toxic Heavy Metals in Fe-Coagulants)

  • 박상원
    • 한국환경과학회지
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    • 제8권3호
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    • pp.393-397
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    • 1999
  • Among various reactions which metal sulfides can undergo in the reducing environment, the lattice exchange reaction was examined in a attempt to selectively remove heavy metal ions contained in the Fe-Coagulants acid solution. We have examined Zeta potential along with pHs to investigate surface characteristics of ${FeS}_{(s)}$. As a result of this experiment, zero point charge(ZPC) of FeS is pH 7 and zeta potential which resulted from solid solution reaction between Pb(II) and ${FeS}_{(s)}$ is similar to that of ${PbS}_{(s)}$. Solubility characteristics of ${FeS}_{(s)}$ is appeared to that dissolved Fe(II) concentration increased in less than pH 4, and also increased with increasing heavy metal concentration. Various heavy metal ions(Pb(II), Cu(II), Zn(II)) contained in Fe-coagulants acid solution were removed selectively more than ninety-five percent in the rang of pH 2.5~10 by ${FeS}_{(s)}$. From the above experiments, therefore, We could know that the products of reaction between heavy metal ions and $FeS_{(S)}$ are mental sulfide such as $PbS_{(S)}$, $CuS_{(S)}$ and $ZnS_{(S)}$.

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펄프 종류와 지료 내 미세분 함량이 고분자전해질 multilayering에 미치는 영향 (Effect of Pulp Type and Fines Content in a Stock on the Polyelectrolyte Multilayering onto Pulp Fiber)

  • 진성민;류재호;이성린;윤혜정
    • 펄프종이기술
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    • 제40권3호
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    • pp.15-22
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    • 2008
  • Properties of pulp fibers can be modified by LbL multilayering technology. We evaluated the effect of stock composition on the polyelectrolyte multilayering performance of pulp fibers in this study. Stock composition was varied with pulp type and fines content. Three types of pulp-Hw-BKP, BCTMP and KOCC-were treated with polyelectrolytes of poly-DADMAC and PSS. Fines content of stock were controlled at 0, 10, 20, 30, and 40%. Zeta potential of pulp fibers and charge demand of filtrate were evaluated. The highest adsorption ratio was obtained for BCTMP because of its shortest fiber length and highest specific surface area. Higher fines content in the stock increased the adsorption ratio of polyelectrolyte onto pulp fiber and it required a higher amount of polyelectrolyte for charge neutralization. For the pulp stock with higher fines content, a higher level of polyelectrolyte and the increased layer number were required to modify and stabilize the electrochemical properties of pulp fibers.